浪涌發生器開路電壓峰值校準結果的不確定度評定

【摘 要】 依據JJF（遼）138-2012《浪涌發生器校準規范》，介紹了浪涌發生器測量結果的不確定度評定，并給出其擴展不確定度，以便使用者可以正確的利用測量結果。

【關鍵詞】 浪涌發生器 數字示波器 不確定度

1 概述

浪涌發生器（Surge Generator，以下簡稱發生器）是電磁兼容抗擾度試驗中用到的重要儀器。發生器主要用于模擬沿電網傳播的浪涌對電子儀器設備的沖擊過程，考察被測試電子儀器設備的抗浪涌沖擊的能力。發生器主要由直流電壓發生器、放電開關、波形參數網絡組成。

2 開路電壓峰值的測量

評定以JJF（遼）138-2012《浪涌發生器校準規范》依據。

將發生器的輸出直接連接至高壓衰減器的輸入端，高壓衰減器的輸出端接數字示波器，連接示意圖如圖1所示。

圖1 開路電壓的校準連接示意圖

浪涌發生器和數字示波器開機預熱30mmin后，將浪涌發生器輸出電壓調節至0.5kV，將數字示波器設置為合適的電壓、時間檔和觸發模式，觸發浪涌發生器，從數字示波器顯示的波形中讀取峰值電壓。

按照上述方式分別對浪涌發生器的輸出電壓1kV、2kV、4kV及其他需要校準的開路電壓進行校準。

3 測量不確定度分析

3.1數學模型

[y=V+δy1+δy2] （1）

式中：[y]為輸出幅度測量值，kV）；[V]為數字示波器示值，kV）；[δy1]為電壓探頭測量誤差的影響量，kV；[δy2]為數字示波器測量誤差的影響量，kV。

3.2不確定度傳播律

[uc2（y）][=i=1N?y?xiu2（xi）=i=1Nciu（xi）2]

靈敏系數

[c1=?y?V]；[c2=?y?δy1=1]；[c3=?y?δy2=1]

（1）測量的重復性的不確定度[u1]

在重復性條件下，對浪涌發生器輸出電壓為0.5kV進行10次測量，數據如下：0.51，0.52，0.51，0.51，0.50，0.49，0.51，0.51，0.52，0.51。

[x=1n∑xi=0.51]kV

單次試驗的標準差為：

[s=i=1n（xk-x）2n-1=0.009]kV

測量重復性的不確定度[u1=0.009]kV

（2）標準器引入的不確定度[u2]

標準器的不確定度分量有兩個因素，電壓探頭的不確定度分量[u21]和示波器的不確定度分量[u22]

（3）電壓探頭誤差產生的測量不確定度分量[u21]及標準示波器的不確定度分量[u22]

電壓探頭的最大允許誤差為±1%，認定其為均勻分布則，標稱值為0.5kV的浪涌發生器電壓的不確定度為：

[u21=0.5V×1%/3=0.003]kV

數字示波器的最大允許誤差為±1%，設為均勻分布，則標稱值為0.5kV的浪涌發生器電壓的不確定度為：

[u22=0.5V×1%/3=0.003]kV

4 標準不確定度匯總表

5 合成標準不確定度的評定

以上各項標準不確定度分量是互不相關的，所以合成標準不確定度為：[uc（y）=0.01]kV

6 擴展不確定的計算

[U=kuc（y）=0.02]kV，[Urel=4%] （[k=2]）

對浪涌發生器開路電壓示值的測量不確定度評估，如下表所示：

7 不確定度報告

浪涌發生器開路電壓峰值測量結果擴展不確定度為：[Urel=4%]，（[k=2]）。